У ключовій ланці виробництва мікросхем – скануванні пластин – точність обладнання визначає якість мікросхеми. Як важливий компонент обладнання, проблема теплового розширення гранітної основи машини привернула значну увагу.
Коефіцієнт теплового розширення граніту зазвичай становить від 4 до 8×10⁻⁶/℃, що значно нижче, ніж у металів та мармуру. Це означає, що при зміні температури його розмір змінюється відносно мало. Однак слід зазначити, що низьке теплове розширення не означає його повну відсутність. За екстремальних коливань температури навіть найменше розширення може вплинути на точність сканування пластини в нанорозмірі.
Під час процесу сканування пластин існує кілька причин виникнення теплового розширення. Коливання температури в цеху, тепло, що утворюється внаслідок роботи компонентів обладнання, та миттєво висока температура, що виникає внаслідок лазерної обробки, призводять до «розширення та стискання» гранітної основи внаслідок змін температури. Після теплового розширення основа може відхилятися прямолінійність напрямної рейки та площинність платформи, що призводить до неточної траєкторії руху столу для пластин. Опорні оптичні компоненти також зміщуються, що призводить до «відхилення» скануючого променя. Безперервна робота протягом тривалого часу також призводить до накопичення похибок, що погіршує точність.
Але не хвилюйтеся. У людей вже є рішення. Що стосується матеріалів, то будуть відібрані гранітні жили з нижчим коефіцієнтом теплового розширення та піддані обробці старінням. Що стосується контролю температури, то температура в цеху точно контролюється на рівні 23±0,5℃ або навіть нижче, а для основи також буде розроблено активний пристрій розсіювання тепла. Щодо структурного проектування, то використовуються симетричні конструкції та гнучкі опори, а моніторинг у режимі реального часу здійснюється за допомогою датчиків температури. Помилки, спричинені тепловою деформацією, динамічно виправляються алгоритмами.
Високоякісне обладнання, таке як літографічні машини ASML, за допомогою цих методів утримує ефект теплового розширення гранітної основи в надзвичайно малому діапазоні, що дозволяє досягати точності сканування пластини нанометрового рівня. Тому, за умови належного контролю, гранітна основа залишається надійним вибором для обладнання для сканування пластин.
Час публікації: 12 червня 2025 р.